山区公路自融雪纤维沥青路面施工及质量控制

2023-01-25朱春阳

中国公路 2022年20期

关键词：融雪剂融雪氯化钙

朱春阳

（新疆路桥北疆工程建设有限公司，新疆昌吉 831100）

一、引言

路面积雪及结冰是冬季公路运行过程中所面临的安全隐患之一，传统的机械除雪除冰技术效率低下、除雪降滑效果差，且人工机械成本相当高，降雪后撒布氯盐融雪剂的方法会造成环境污染，而自融雪纤维沥青混凝土路面能够解决上述问题。

二、工程概况

该工程路基路面宽分别为8m和6m，随着交通运行规模的不断增大，该路段于1998年按照一级公路线形和标准形实施了改扩建，路基宽度增大至26m，沥青混凝土路面宽度增大至18m；部分穿村镇路段路基宽23m，沥青混凝土路面宽度为21m。改扩建后的路面按照“厚度45cm的石灰土基层+6cm的碎石沥青灌入底面层+2cm细粒式沥青混凝土表面层”设计。运行过程中，因超载超限车辆不断增多，造成路面先后出现各类沉降、破损、网裂、横纵向裂缝及坑槽等病害，为此，公路管理部门又开展了几次针对性的养护维修，使路用性能基本恢复。

三、自融雪纤维沥青混凝土配合比

（一）原材料选择

为取得较好的融雪除冰效果，该工程主要以氯化钙为融雪剂中的冰点下降剂，并以聚酯纤维为导电介质联接物，选择公路施工段所在地一家协议供货公司所生产的70#A级道路石油沥青，以及公路沿线HY矿粉厂的矿粉和石料。该路段所使用的各类主要原材料性能参数，如表1和表2所示。

表1 70#A级道路石油沥青性能参数及取值

表2 氯化钙融雪剂性能参数及取值

（二）配合比设计

结合现有研究成果及实践经验，随着沥青混合料孔隙率的增大，盐分析出液的电导率随之提高，但是这种过快的盐分析出速率会造成路面污染及路面结构的腐蚀，最佳孔隙率应控制在4%左右，以保障融雪效果，纤维掺量则应按照0.3%确定。应用递增试配法，将氯化钙融雪剂掺量控制在0%～4%之间，开展沥青混凝土路用性能试验[2]，并按照1%的递增率操作。所得出的试验结果如表3所示。

表3 氯化钙融雪剂掺量为0%～4%时沥青混凝土路用性能

根据以上试验及结果的分析可以看出，当氯化钙融雪剂掺量为1%～3%时，融雪剂对路面性能影响较小，当融雪剂掺量超出3%后，便会对沥青路面造成较大损害，甚至使路面失去水稳性。为此，综合考虑沥青路面路用性能及冬季运行期间融雪除冰要求，应将该山区公路自融雪沥青混合料中氯化钙融雪剂掺量严格控制在2%，且氯化钙融雪剂和矿粉总掺加量不得超出4%。

结合筛分结果及级配试验，可以得出该公路自融雪沥青混凝土矿料级配曲线，根据相应的级配要求，以及不同油石比的马歇尔试验结果，最终可确定公路沥青混凝土中矿粉、氯化钙融雪剂掺加比分别为2%，最佳油石比4.8%，且最佳油石比所对应的马氏试件毛体积相对密度值取为2.42[3]。

四、施工及质量控制

（一）混合料生产

在制备自融雪沥青混合料时，必须严格控制温度，将沥青油温、矿料加热温度分别控制在165℃～175℃及180℃～190℃范围内。冷集料实际含水量也是需要重点控制的指标，并根据冷集料实际含水量确定集料进料量和加热烘干时间，以保证干燥后的集料符合级配方面的要求，且集料含水量残余值不超出0.2%。

将称量好的聚酯纤维和氯化钙融雪剂分装在干燥、清洁的袋中，在自融雪纤维沥青混合料拌制的过程中以人工方式分次投入。将混合料干拌和、湿拌和时间分别控制在8s～12s和40s～45s，总拌和时间不得少于50s。如果在制备过程中发生溢料的情况，必须立即暂停拌和并及时查明原因、改变和优化材料配合比，此后重新生产。

（二）摊铺、碾压施工

运输自融雪纤维沥青混凝土过程中，必须覆盖双层塑料篷布保温、防尘，保证其到达施工现场时温度在170℃以上，摊铺时的温度在165℃以上。按照设计要求，该工程应采用单机全幅摊铺，但施工期间为追赶工期，改用两台同型号摊铺机以梯队形式摊铺，两机前后距离严格控制在10m～20m以内，左右半幅搭接宽度控制在3cm～6cm范围内，摊铺速度控制在1m/min～2m/min以内，并保证机械匀速连续施工。

碾压施工则采用钢轮压路机，按照0.85m/s～1.1m/s的速度静压。将初压温度在160℃以下，为防止出现混凝土材料推移及裂缝等病害，要保证机械碾压时匀速行驶且方向不变。复压2遍～3遍后，在路面温度不低于90℃的情况下实施终压，确保压实度达到设计压实度的98%及以上，其余性能参数取值均应符合《公路工程质量检验评定标准》（JTG F80/1-2017）要求。

五、应用效果

JY公路蓟北山区段于2019年开始使用掺加氯化钙融雪剂的自融雪纤维沥青混凝土材料开展路面维修养护，养护后的路面经过2020年及2021年两个冬季冰雪期的观测和检验后发现，厚度1cm～2cm的路面积雪在2h以内完全融化，厚度更大的积雪经车轮碾压并与自融雪纤维沥青路面密切接触后1h内随即融化，不会形成长大顽固型冰溜，且沥青路面及路边植被污染发生率几乎为零；自融雪纤维沥青混凝土路面在该山区路段应用后，因公路积雪结冰而发生的交通事故数降至零，山区公路在冬季降雪结冰环境下运行的安全性显著提升。